植物wu激素
植物激素:由植zhi物体内产生、能neng从产生部位运输到作用部位,对植zhi物的生长发育有显著调节作zuo用的微量有机物。
特点:内源的,能移动,微量而高效
植物生长调diao节剂:人工合成的对植物wu的生长发育有调节作用的化学物质zhi(2.4-D,NAA,乙烯利)
生长素
知识shi点总结
1,感性运动与向性xing运动
①植物受到不定向的外界刺激而引起的局ju总运动.称为感性运动.(含羞草叶片闭合)
②植物受shou到一定方向的外界刺激而er引起的局总运动.称cheng为向性运动.(向光性,向xiang水性)
2,胚芽鞘的向光性的原因:单dan侧光照射后,胚芽ya鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧ce,生长素多生长的快,生长素少生sheng长的慢,因而引起两侧的生长不均匀yun,从而造成向光弯曲。
3,植物弯曲生长的直接原因:生sheng长素分布不均匀(光,重力,人为原yuan因)
4,植zhi物激素的产生部位:一定ding部位;动物激素产生:内分fen泌腺(器官)
5,在胚芽ya鞘中
感受光刺激的部bu位在胚芽鞘尖端
向xiang光弯曲的部位在胚芽鞘尖端下部(伸长区)
产生生长素的部位在zai胚芽鞘尖端(有光guang无光都产生生长chang素)
能够横向运输的也是胚芽ya鞘尖端
生长素的运输
①:横向运输(只zhi发生在胚芽鞘尖端):在单侧光刺激下生长素su由向光一侧向背光一侧运输
②:纵向运输(极性运输shu,主动运输):从形态学上端运yun到下端,不能倒运
③非极性运输:自由扩散,在成熟shu的组织,叶片,种子等部位.
生长素产生:色氨酸经过一yi系列反应可转变成生长素su
在植物体中生sheng长素的产生部位:幼嫩的芽、叶和发育yu中的种子
生长素的de分布:植物体的各ge个器官中都有分布,但相对集中在生长旺盛的部分
生长素的de生理作用:两重性xing,既能促进生长,也能抑yi制生长;既能促进发芽也能抑制发芽;既能防止落花落果guo,也能疏花疏果
在一般情况kuang下:低浓度促进生长,高浓度抑yi制生长
植物体各个ge器官对生长素的de最适浓度不同:茎 > 芽ya > 根,敏感度不bu同;根>芽>茎(横heng向生长的植物受重力li影响而根有向地性,茎有you背地性)许多禾本科植物倒扶后可以自zi己站起来,
D>C, B>A,
原因:由于重力的作用,生长素都dou积累在近地面,D点和B点和生长素su都高于C点和A点,又由于yu根对生长素敏感,所以,D点浓度du高抑制生长,长的慢,而C点浓度du低促进生长,长chang的快。根向下弯曲(两重性)。而茎不敏min感,所以B点促进生长的快,而A点促cu进生长的慢。所以yi向上弯曲。
根的向地性与顶端优势中的生长chang素的作用原理相同,都是体现两重性xing。
茎的背地di性与向光性中的生长素的作用原yuan理相同。
顶端优势shi:顶芽产生的生长素向下运输shu在侧芽附近积累,侧芽ya对生长素浓度比较敏感,因此受shou到抑制,顶芽不断duan生长,侧芽被抑制的现象(松树)
说明:生长素的de极性运输是主动运yun输;生长素具有两重作用.
应用:棉花摘心促进多开花,多结果.园林绿lu篱的修剪.
解除顶端优势就是去除顶芽(棉mian花摘心)
生长素的应用:
促扦插cha枝条生根,(不同tong浓度的生长素效果不同,扦插枝条多留liu芽)
促果实shi发育,(无籽番茄,无籽草莓)
防止落花落果,(喷洒sa水果,柑,桔)
除chu草剂(高浓度抑制zhi植物生长,甚到杀死植物)
果实的发育过程cheng:
例题1(20分)
在验yan证生长素类似物A对小麦胚芽ya鞘(幼苗)伸长影响xiang的实验中,将如图1所示shi取得的切段浸入蒸馏水中1小时后,再分别转入5种浓度的deA溶液(实验组)和含糖的磷酸盐缓冲液(对照组)中。在23℃的条件下,避光振zhen荡培养24小时后,逐一测ce量切段长度(取每组平均值),实验进行两次,结jie果见图2。
请分析并回答:
(1)生长素类似物是对植物wu生长发育有重要 作用的一类化合物wu。本实验中
mg/L浓度的溶液促进切段伸长的de效果最明显。
(2)振荡培养的目的是:①增加溶液中的 以yi满足切段细胞呼吸的需求:②使切段duan与溶液成分接触更 。
(3)生sheng长素类似物A应溶解于 中,以yi得到5种浓度的A溶液。切段浸泡在zai蒸馏水中的目的是减少 对实验结果guo的影响。
(4)图2中,对照组切段的平ping均长度是 mm。浓度du为0.001 mg/L的溶液对切qie段伸长 (选填“有”或“无”)促进作用;与浓度为1 mg/L的结jie果相比,浓度为wei10 mg/L的溶液对切段的影响xiang是 。
(5)图2中浓nong度为0.1 mg/L时实验二所suo得数据与实验一偏差较大da,在做原始记录时对该数据应ying (选填下列选项前的字母)。
A.舍弃 B.修xiu改 C.如实填写
为检验该浓度下相关数据可靠性,还hai应 。
答案(20分)
(1)调节 1
(2)①氧气 ②均匀
(3)含糖的磷酸盐缓冲液 切断中内源激素
(4)7.0 有 促cu进升长的作用减弱
(5)C 重复实验
赤霉素su
存在部位
高gao等植物中的赤霉素主要存在于幼根、幼叶、幼嫩种子和果实等部位。
由甲羟戊酸经贝壳ke杉烯等中间物合成。后证明其中zhong含有一种能诱导细胞分裂的成cheng分,赤霉素在植物体内运输时shi无极性,通常由木质部向上运输,由韧皮部向下或双向运输shu。
运输
在植物体内nei的运输没有极性,根尖合成的赤霉素su沿导管向上运输,幼芽、嫩叶产chan生的赤霉素沿筛管向下运输。
作用
赤霉素最显著的效应ying是促进植物茎伸长。无合成赤霉素的de遗传基因的矮生sheng品种,用赤霉素处理可以明显地引起茎jing秆伸长。赤霉素也促进禾he本科植物叶的伸长。在蔬菜生产chan上,常用赤霉素来提ti高茎叶用蔬菜的产量。一些需低温wen和长日照才能开花的二年生植zhi物,干种子吸水shui后,用赤霉素处理可以代替低温作用yong,使之在第1年开花。赤霉素还可促进果实发育和单性xing结实,打破块茎和he种子的休眠,促进jin发芽。干种子吸水后,胚中产chan生的赤霉素能诱导糊粉层内a-淀dian粉酶的合成和其他水解酶活性的增加jia,促使淀粉水解,加速种子发芽。目前在zai啤酒工业上多用赤霉素促进a-淀粉酶的产生,避免大麦种zhong子由于发芽而造成的大量有机物消xiao耗,从而节约成本ben。
例题1(18分)某种南瓜gua矮生突变体可分为wei两类:激素合成缺陷型突变体和激ji素不敏感型突变体。为研yan究某种矮生南瓜的矮生突变体属于yu哪种类型,研究者应用赤霉素和he生长素溶液进行了相关guan实验,结果如图所示。请据图分析xi并回答:
(1)为得de到某浓度激素处理li后的实验数据,研究者需要测量两种南nan瓜茎 的长度,并计算suan出伸长量;而且需要取每组各株南瓜gua茎伸长量的 作为该组的实shi验结果。
(2)赤霉素对dui正常南瓜茎有 作用,而对
几乎无作用;生sheng长素的生理作用具有 的特te点;
南瓜茎对 更敏感。
(3)喷施赤霉素或huo生长素 (能,不能)使矮
生sheng南瓜的茎恢复至正常,由此可推测:该矮生南瓜
不属于 突变体。
(4)从图16显示的结jie果看,两种南瓜茎中zhong赤霉素和
生长素的含量liang ,该结果 (支zhi持/不支持)
上述推测ce。
答案(18分)
(1)处理li前后 平均值(每空kong一分)
(2)促进伸长 矮生南nan瓜茎(矮生南瓜) 两重性xing(双重性) 生长chang素
(3)不能 激ji素合成缺陷型
(4)无显著差异(类似) 支持
例题2.(16分)大麦种子zi是酿造啤酒的主要原料之一yi,其结构如图1所示,胚乳ru中贮存的营养物质主要是淀粉。请分fen析回答:
(1)研究人员用大麦种zhong子做了如下实验:将形态大小相似的de大麦种子分成4等份,分别作如下处理li后培养。
此实验结果说明ming种子萌发时,赤霉素的产生部位是 ,其作用的靶细胞位于大麦种子的 。α一淀粉酶发挥作用的部位wei在大麦种子的____,通过测定ding大麦种子萌发过guo程中____含量liang的变化可检测α一淀粉酶活性。
(2)在研究赤霉素su作用机理的实验中得到dao如图2所示的结果,此结果说明种子萌发过程中zhong赤霉素的作用是shi促进____来促进jinα一淀粉酶的合成并通过(细胞器)分泌到细胞外起作用,从而er促进种子萌发。
(3)啤酒酿造流程如下图所示。在zai酿酒过程中常加入ru赤霉素以缩短大da麦发芽的时间,从而减少有机物的消xiao耗。啤酒酿造过guo程中,使用赤霉素处理应在____阶jie段,发酵的底物wu是____,发醇的条件是 。
答案.(16分,除标记外wai,每空2分)
(1)种子的胚 糊粉层 胚乳 淀dian粉分解产生的还原性糖(淀dian粉)
(2)a-淀粉酶mei基因的转录(a-淀粉酶基因的表达)(1分) 高尔基ji体(1分)
(3)糖化 葡萄糖 密闭无氧
细胞分裂lie素
存在部位
高等植物wu细胞分裂素存在于植物的de根、叶、种子、果实等部位。根尖合成的细胞分裂素su可向上运到茎叶,但在未成熟shu的果实、种子中也有细胞分裂素su形成。细胞分裂素的主要生sheng理作用是促进细胞分裂和防止叶ye子衰老。绿色植物叶子衰shuai老变黄是由于其中的蛋白质和叶绿lu素分解;而细胞分裂素可维持蛋白bai质的合成,从而使叶ye片保持绿色,延长其寿shou命。
运输
在植物体ti中运输无极性,主要通过木质部bu运输。幼嫩的叶、果实、种子中的细胞分裂lie素不易运输出去。
作用
细胞bao分裂素还可促进芽ya的分化。在组织zhi培养中当它们的含量大da于生长素时,愈伤组织容易生芽ya;反之容易生根。可用于防止脱落、促进单性结实、疏花hua疏果、插条生根、防fang止马铃薯发芽等方面。
人工合成cheng的细胞分裂素苄基ji腺嘌呤常用于防止莴苣、芹菜、甘gan蓝等在贮存期间衰老变质。
例li题(18分)
为研yan究细胞分裂素的生理作用,研究者将菜cai豆幼苗制成的插条tiao插入蒸馏水中(图1)。对
插条的处理方法及结果见图2。
(1)细胞分裂lie素是一种植物激素su。它是由植物体的特定部位_____________,再被运输到作zuo用部位,对生长发育起______________作用yong的______________有机物。
(2)制备插条时除去根系和幼芽的de主要目的是_______________;插条插在蒸馏水中zhong而不是营养液中培养的原因是_______________________。
(3)从图2中可知,对dui插条进行的实验处理包括kuo____________________________________。
(4)在实验Ⅰ中,对A叶进jin行实验处理,导致B叶ye____________________。该实验的对照处理是____________________。
(5)实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的结果guo表明,B叶的生长与A叶ye的关系是:_____________________。
(6)研究者推测“细胞分裂素能够引yin起营养物质向细胞分裂素所suo在部位运输”。为证明ming此推测,用图1所示插条去qu除B叶后进行实验,实验组应选择的操cao作最少包括__________(填选xuan项前的符号)。
a.用细胞分裂素溶液涂抹A1叶 b.用细胞分裂素溶液ye涂抹A2叶
c.用14C-淀粉溶液涂抹A1叶 d.用14C-淀粉溶液涂抹moA2叶
e.用14C-氨基酸溶rong液涂抹A2叶 f.用14C-细胞分裂素su溶液涂抹A2叶
g.检测ceA1叶的放射性强度
答案(18分)
(1)产生 调diao节 微量的
(2)减少内源激素的干扰rao 外来营养物质会对实验yan结果造成干扰
(3)用细胞分裂lie素分别处理A、B叶片;不bu同插条上去除不同数shu目的A叶
(4)生长受抑制 用yong蒸馏水同样处理liA叶
(5)A叶ye数量越少,B叶生长越慢
(6)a、e、g
脱tuo落酸
存在部位
脱落酸存在于植物的叶、休眠芽、成熟种子中。通常在衰老的器官或组织中zhong的含量比在幼嫩部分中的多。
运输
主要在韧皮部运输,也可在木质zhi部运输。
作用
抑制细胞分裂lie,促进叶和果实的衰shuai老和脱落。抑制zhi种子萌发。抑制RNA和蛋白质的合成,从cong而抑制茎和侧芽生长,因yin此是一种生长抑制剂,有利于细胞体积ji增大。与赤霉素有拮抗作用。脱落酸通tong过促进离层的形成而促进叶ye柄的脱落,还能促cu进芽和种子休眠。种子中较高gao的脱落酸含量是种子休眠的主zhu要原因。脱落酸也与叶片气孔的开闭bi有关,小麦叶片干旱时,保bao卫细胞内脱落酸含han量增加,气孔就关闭,从cong而可减少蒸腾失水。根尖的向重力li性运动与脱落酸的分布有关。合成cheng部位:根冠、萎蔫的叶片等。
例题. (14分)为了研究外施shi脱落酸(ABA)对根伸shen长的影响,某科研小xiao组将表面消毒的拟南芥种子,均匀点dian播在含不同浓度ABA的培养基上,在zai23℃温室中萌发,生长4天后,每隔1天取样测定主根gen的长度,得到的结果如ru下表:
ABA浓度
(μmol?L-1)
天 数
4
5
6
7
8
9
0
0.50
0.86
1.20
1.60
2.00
2.60
0.1
0.36
0.88
1.23
1.67
2.20
2.55
0.3
0.02
0.12
0.25
0.36
0.36
0.60
0.5
0.00
0.01
0.01
0.02
0.03
0.12
(1)分析表中数据可以得de出,浓度为0.1μmol?L-1的ABA对dui主根的伸长 。高于0.1μmol?L-1时,ABA能 主zhu根的伸长,且这种作zuo用 。
(2)研究者同时测量了分生区qu的长度,得到的结jie果如下图甲所示。据ju图可以推出,ABA能 ,且这zhe种作用 。
(3)为确定ABA对主根生长的作用是shi否通过已知的ABA受shou体,研究者比较了ABA受体基因突tu变体幼苗和正常幼苗miao在ABA溶液处理下的主zhu根长度,得到结果如上图乙所示。分析xi可知,ABA (通过、不通过guo)受体对主根的生sheng长产生影响。
(4)对根的生长起调节作用的激素su还有 等。
答案(每空2分fen,14分)
(1)无明显影响 抑制 随ABA浓度的增加而加强
(2)抑制分生区的de生长 随ABA浓度du的增加而加强
(3)通过
(4)生sheng长素、赤霉素、细胞分裂素
乙烯
存在部位
乙烯广泛存cun在于植物的各种组织、器官guan中,是由蛋氨酸在供gong氧充足的条件下转化而成的。合成部位wei:植物体各个部位。
作用
促进果实成熟,促进器qi官脱落和衰老。它的产生具有“自zi促作用”,即乙烯的积累可以刺激ji更多的乙烯产生。乙烯可以促cu进RNA和蛋白质的合成,并使细胞膜的通透性增加, 加速呼hu吸作用。因而果实中乙烯含量增加jia时,可促进其中有机物质的转化hua,加速成熟。乙烯也有促进jin器官脱落和衰老的de作用。用乙烯处理黄化幼苗茎可使shi茎加粗和叶柄偏上生长。乙烯还可使瓜gua类植物雌花增多duo,在植物中,促cu进橡胶树、漆树shu等排出乳汁。
有关运用
乙烯是气体,在田间应用不方便。一种能neng释放乙烯的液体ti化合物2-氯乙基膦酸(商shang品名乙烯利)已广泛应用于果实催熟shu、棉花采收前脱叶和促进棉铃开裂吐絮xu、刺激橡胶乳汁分泌、水稻矮化、增加jia瓜类雌花及促进菠bo萝开花等。
例题(18分)叶片表面的气孔是由保bao卫细胞构成的特殊结jie构,是气体出入植物体的de主要通道。气孔能通过开闭运yun动对外界环境刺激做出响应。请分析回hui答:
(1)气孔的开闭bi会影响植物的蒸zheng腾作用、 过程的进行。研究表明,气孔的开闭可能与乙烯有关,乙yi烯是植物体产生的激素,具有 等作用。
(2)研究者取生长良好4~5 周龄拟南芥完全展开的叶,照光使气孔张开。撕取qu其下表皮,做成临时装片。从盖玻片pian一侧滴入不同浓度乙烯利溶rong液(能放出乙烯),另ling一侧用吸水纸吸xi引,重复几次后,在光下处理30 min,测量并记录气孔直径。之zhi后滴加蒸馏水,用yong同样方法清除乙yi烯利,再在光下处理30 min,测量并bing记录气孔直径,结果如图1所suo示。
① 此实验的目mu的是研究 。
② 图1中用乙烯利li处理叶片后,气qi孔的变化说明,乙烯可ke诱导 ,且随浓度增加 。
③ 用浓nong度为 的乙烯利处理拟南芥jie叶,既不会伤害保卫细胞bao,又能获得较好hao的诱导效果,做出以上判断的依yi据是 。
(3)为研究jiu乙烯调控气孔运动的机制,研究者用yongcPTIO(NO清除剂)处理拟ni南芥叶,并测定气孔直zhi径和细胞内NO含量,结jie果如图2所示。
①实验I、Ⅲ结果guo说明,有乙烯时 ;实shi验ⅣⅡ结果说明,有乙烯时,加入cPTIO后 。
②由图2所示结果可ke以推测 。
答案 (18分)
光guang合作用和细胞呼吸(呼hu吸作用) 促进果实成cheng熟①不同浓度乙烯利对拟南芥jie叶片气孔开度的影响(探究诱导dao拟南芥叶片气孔关闭的最适shi浓度)
②气孔关闭 诱导作用增强
③0.004%
高于此浓度,去除乙烯利后hou,气孔开度恢复减弱(低于此ci浓度,去除乙烯利后,
气孔开度恢复正zheng常)
①NO含量增zeng加,气孔直径减小 NO含量下降,气qi孔直径增大②乙烯xi(利)通过诱导NO的产生,导致气孔关闭(或开度du减小)
五种植物激素的de比较
名称
产chan生部位
生理作用
对应的生长chang调节剂
应用
生长素
幼根、幼芽及发育的种子
促进生长,促进果实发育
萘乙酸、2,4-D
①促进扦插枝条的生根;②促进jin果实发育,防止落花落果;③农nong业除草剂
赤chi霉素
幼芽、幼根、未成熟的种子等幼you嫩的组织和器官
①促进jin细胞伸长,引起植株长高gao;②促进种子萌发和果实shi发育
①促进植物茎秆伸长;②解除种子和其他部位休xiu眠,提早用来播种
细胞分裂素
正在进行xing细胞分裂的器官(如幼嫩根尖)
①促进细胞bao分裂和组织分化;②延缓衰老
青鲜素
蔬菜贮藏中,常用yong它来保持蔬菜鲜绿,延长贮zhu存时间
乙烯
植物各ge部位,成熟的果实中更多
促进果实成熟
乙烯利
处理瓜类幼苗,能增加雌花形成率,增产
脱落酸
根冠、萎蔫的叶片等
抑制细胞分裂,促进叶和果实衰老与yu脱落
落叶与棉铃在未wei成熟前的大量脱落
植物激素的相互hu作用
作用类型
作用概念nian
作用激素(部分)
生理表现
增效作用
(增强作zuo用)
一种激素可加强qiang另一种激素的效应。
生sheng长素和赤霉素
生长素促进生长、赤霉素su促进植物节间的伸长。
生长素和细胞分裂素
细胞分裂素加强生sheng长素的极性运输。
脱落酸和乙烯
脱落luo酸促进脱落的效果可因乙烯而得到dao增强。
拮抗作用
(对抗作用)
一种激ji素的作用被另一种激素所阻抑的作用yong。
生长chang素和赤霉素
生长素促进不定根gen的形成,赤霉素作用相反。
生长素和细胞分裂素su
生长素促进顶端优势shi,细胞分裂素相反fan。
生长素和脱落酸
生长chang素促进器官生长;脱落酸促进器官guan脱落。
脱落酸和赤霉mei素
脱落酸促cu进休眠,抑制萌发fa;赤霉素作用相反。
脱落酸suan和细胞分裂素
脱落酸促进衰老、脱落;细胞分裂素起延缓作用。
协同作用
两种激素所占比bi例不同,作用效应不相同。
生长素IAA
赤霉素GA
IAA/GA比例高,有利木质部的分fen化;低则为韧皮部的分化hua。
生长素IAA
细胞分裂素CTK
IAA/CTK比例高,诱导根分化hua;低则诱导芽分化hua。
反馈作用
一种激素的作用受shou另一种激素的调节,或促进,或抑yi制。
乙烯和生sheng长素
生长素促进乙yi烯的生物合成,乙烯则抑制生长chang素的合成,或提高生长素氧化酶mei的活性,或促进生长素的分fen解,或阻碍生长素的运输。
例题解析植物激素su的相互作用
1.生长素和乙烯
生长素能促进植物的de生长,乙烯能促进果实的de成熟,两者具有拮抗作zuo用。如不同器官对生长素的敏感性xing不同,导致同一浓度的生长素对dui不同器官的作用效果也不同。不能neng促进茎生长的低浓度生长素,对dui根却有明显促进作用,而对茎的生sheng长起促进作用的生长素su浓度,却明显抑制根的伸长,原因是shi当生长素浓度较高时,会使细胞合成另一种激素──乙烯,乙烯可以抵消生长素的影响xiang。
例题1
为了le探究生长素和乙烯对植物wu生长的影响及这两种激素的相互作zuo用,科学家用某种植zhi物进行了一系列实验yan,结果如下图所示,由此可初步推测( )
A.浓度高于yu10-6mol/L的de生长素会抑制该植物茎段的生长
B.该植物茎中生长素含han量达到M值时,植物开始合成cheng乙烯
C.该gai植物茎中乙烯含量的增加会hui促进生长素的合成
D.该植物茎jing中生长素和乙烯的de含量达到峰值是不bu同步的
解析:本题考查多duo种激素共同调节jie植物的生命活动知识shi点。根据图1坐标轴的含义可知,用0~10-2 mol/L浓度范fan围内的生长素处理离体茎段,作用yong效果都是促进生长的,故A错误;据图2,乙烯和生长素su的含量达到峰值的de时间不同,且生长素先达da到峰值,当生长素su含量达到M值时,茎中乙烯xi含量从无到有,逐渐增加,而这时shi生长素含量下降,这体现了两者zhe的相互拮抗作用。故答案选B、D。
两者的拮抗kang作用还体现在落叶的形成过程cheng中。引起落叶的原因主要是秋季的短duan日照和低温,这两个外界因素引yin起了乙烯和生长素比例的变化。乙yi烯能促进一些酶的de形成,而这些酶能促使细xi胞壁的降解。生长素能阻止叶片的de脱落并有助于叶中正常代谢的进行xing,但在叶片衰老的过程中,叶片合成的de生长素越来越少,而er乙烯的合成越来越多,故gu落叶形成。
例题2(16分)为研究乙烯影ying响植物根生长的机理,研究者zhe以拟南芥幼苗为材料进行实验yan
(1)乙烯和he生长素都要通过与__________结合,将jiang________传递di给靶细胞,从而调diao节植物的生命活动。
(2)实验一:研究者将拟ni南芥幼苗放在含不同浓度的ACC(乙烯前体,分解后产生乙烯)、IAA(生长素)的培养液中培养,______________幼苗根伸长区细胞长度du,结果如下表。
组zu别
植物激素及处理浓度du(μM)
根伸长区细胞长度(μm)
a321
对照
175.1
2
0.20ACC
108.1
3
0.05IAA
91.1
4
0.20ACC+0.05IAA
44.2
实验结果说明乙烯和生长chang素都能够__________根生长chang,与单独处理相比较,两者共同作用时shi________________。
(3)实验二er:将拟南芥幼苗分别放在zai含有不同浓度ACC的培养液中培pei养,12小时后hou测定幼苗根中生长素的含量,实验结果guo如图所示。据图分析,乙烯通过促进__________ _来影响根生sheng长。
(4)研究者将幼苗放在含NPA(生长素极性运输阻断剂)的培养yang液中培养,一段时间后hou,比较实验组和对照组zu幼苗根伸长区细胞长度,结jie果无显著差异。由此分析,研究者的目mu的是探究乙烯是否通过影响____________________来影响xiang根生长
(5)综合上述shu各实验的结果可ke推测,乙烯影响根生长的de作用最可能是通过促进生长素的____________实shi现的。
答案(每mei空2分,共16分)
(1)受体 信息xi(或“信号”)
(2)测量并记录 抑制 抑制作用增强(或“抑制作用更显著”)
(3)生长素含量增加
(4)生长素的极性运输
(5)合成
2.生长素su和细胞分裂素
生长素主要由you茎的顶端分生组织合成,主要作用yong是促进发育中的幼茎伸长。细胞bao分裂素是促进细胞bao分裂的激素,主zhu要分布在生长活跃的部位,特别是根、胚和果实,其中根合成的细胞bao分裂素会随木质部汁液上运至茎中。这zhe两种激素在植物生长的很多方面都表现xian出协同作用,如在进行植物组织培养时shi,向培养基中加入ru细胞分裂素会促cu进细胞的分裂、生长chang和发育,生长素和he细胞分裂素的比例高低会影ying响组织培养中幼you苗的生长。当细胞分裂素多,生长素少,只长茎jing叶不长根;反之,则只长chang根不长茎叶;只有两liang者比例合适,愈伤shang组织才会分化出根和茎叶。科学家jia推测生长素和细胞分裂素su的协同作用可能neng是植物协调根部bu和地上部生长的一yi种办法,随着根gen的发育,就会有越来越多的细胞分裂lie素运至地上部,给地上部以形成cheng更多分枝的信号。
例题1 切取若干光照后幼苗miaoa处的组织块,消毒du后,接种到诱导再分化的培养yang基中培养,该培pei养基中两种植物激素浓nong度相同。从理论上分析,分化hua的结果是 ;原因是 。
解析:本ben题考查在植物组织培pei养过程中,两种激素比例高低影响xiang愈伤组织的分化。在单侧光作用yong下,苗尖端的生长素发生了从向光guang侧向背光侧的横向运yun输,导致尖端两侧生sheng长素浓度分布不均匀。生长素su又能从苗尖端往尖端下部进行纵向xiang运输,由于苗左侧在zai尖端和下部之间插入了不bu透水的云母片,使尖端下部的生长素浓nong度左侧比右侧低,即a处chu的生长素浓度比较高。原有的培pei养基中细胞分裂素和生sheng长素浓度相同,加了a处组织块kuai后,细胞分裂素和生长素浓度比bi值小于1,根据上shang文分析,诱导生sheng根。故答案为:生根;原因是原培pei养基中细胞分裂lie素与生长素的浓度相等,而er经光照后的a处组织块含较多生长chang素,因此组织块处的细胞分裂lie素与生长素浓度比值小xiao于1,故诱导生根。
两者还有拮抗kang作用,体现在植物顶端优势shi方面。通常顶芽含有you高浓度的生长素,其一方面可促cu使由根部合成的细胞分裂素更多地运yun向顶端,另一方面,可影ying响侧芽中细胞分裂素的代谢或转变。如ru果切除顶端,消除高浓度IAA源,侧芽中来自zi根部和自身合成的细胞分裂素增多duo,结果会促进侧芽萌发。
例题2 将甲、乙、丙三株大da小相近的同种植物,分别进jin行如下表的处理,实验结果如下图tu所示。据图表判断,下列叙述shu正确的是( )
组别bie
甲
乙
丙
顶芽
摘除
保留
保留
细胞分裂素(浸泡浓度)
0ppm
2ppm
0ppm
细胞分裂素的作用可抵di消顶端优势B.顶芽摘除chu后,侧芽生长停滞
C.顶芽的存在并不影响侧ce芽的生长
D.细胞分裂素与侧芽的生长无关guan
解析:分fen析图表可以发现,顶芽摘除后,侧芽开始生长;甲丙对照,说明顶ding芽的存在抑制了侧芽的de生长;乙丙对照,说明ming细胞分裂素能缓解顶端duan优势,促进侧芽的de生长。故选A。
植物的这两种最重要的促cu进生长的激素──生长素和细xi胞分裂素,一个提供gong生长潜力,另一个用于孕育叶片或花,两者的相互影响非常紧密。试验表明,生长素会直接激活一个“反fan馈循环”:两个被细胞分裂素su激活的基因ARR7和ARR15会限制细胞分裂素的de作用,但生长素会抑制这两个基因,从而增强细胞分裂素su的影响。这类最新研究成果可用于背bei景材料考查学生对资料的处理li能力和知识迁移能力。
3.生长素su和赤霉素
生长素和赤霉素是控制植物wu茎伸长的两类主zhu要植物激素。实验yan表明赤霉素可通过增加植物体内生长chang素含量来促进植物生长,而生长素通过促进jin活性赤霉素的生物合成cheng并抑制其失活来lai维持高水平的赤霉素,从而促进茎节jie间的伸长,两者表现为协同作用yong。在离体实验中也有类似si的报道。
例题1(18分)
为研究赤霉素(GA3)和生长素(IAA)对植物wu生长的影响,切取菟丝子茎顶端2.5 cm长的部分(茎芽),置于培养yang液中无菌培养(图1)。实验分为A、B、C三组zu,分别培养至第1、8、15天,每组再用适shi宜浓度的激素处理30天,测量liang茎芽长度,结果见图2。
图1 图2
(1)植zhi物激素是植物细胞之间传递 的分子。
(2)本实验中,试管用滤膜封口是为了在不影ying响 通过的情况下,起到 的作用yong。用激素处理时应将IAA加在 (填“培养液中zhong”或“茎芽尖端”)。
(3)图2数据显xian示,GA3和IAA对离体茎芽的伸长生长都表现出chu 作用,GA3的这种作用yong更为显著。
(4)植物伸长chang生长可能是细胞数量liang和/或 增加的结jie果。当加入药物完全抑制DNA复制后,GA3诱导dao的茎芽伸长生长被bei抑制了54%,说明GA3影响茎jing芽伸长生长的方fang式是 。
(5)从图2中B组(或C组)的数据ju可知,两种激素联合处理对茎芽ya伸长生长的促进作用是GA3单dan独处理的 倍、IAA单独du处理的 倍,由此可以推测GA3和IAA在对茎芽伸长生长的作用上shang存在 的关系。
(6)A组数据未显示出GA3和IAA具有上述shu关系,原因可能是离体ti时间短的茎芽中
的量较高。
答da案(18分)
(1)信息
(2)气体 防止污染 茎芽尖端
(3)促进
(4)细胞长度 促进细胞伸长和细胞分fen裂
(5)3.6(3) 18(60) 协作
内源yuanIAA例题2 研究jiu发现生长素(IAA)和赤霉mei素(GA)对胚鞘、茎枝切段等离li体器官均有促进生长的de作用。
(1)某研究jiu小组围绕生长素和赤霉mei素之间的关系进行的探究得到如图一所suo示结果。
根gen据图一可以得出的de结论有:①__________________________;②_______________________________。
(2)图二表biao示赤霉素对植物体内生长素含量的调diao节关系。
①图示中X表示赤霉素对生长素的分解jie具有____________作用,这种作用很可能是通过降低该过程中zhong____________的活性实现xian的。
②赤霉素与生长素表现xian出激素间相互作用yong类型中的____________作用。
解析:从图tu一曲线变化趋势可知,生sheng长素和赤霉素对离体豌豆节jie间切段的伸长都有促进jin作用,而且生长素的促进效xiao应较赤霉素明显,二者具有协同作用yong;从图二所示信息可知,赤霉素通过促进色氨酸合成生长素,促进细胞伸长,进jin而可确定赤霉素对生长素su的分解具有抑制作用,赤霉素与生长素对促进jin细胞伸长具有协同作zuo用。故答案为①IAA和heGA均具有促进jin植物生长的作用,但IAA的de促进效应较GA明显;②IAA和GA具有协同tong作用(或两种激素同时存cun在时,具有明显增效作用);(2) ①抑制,酶;②协同。
4.脱落luo酸和赤霉素
脱tuo落酸是植物生长抑制剂,抑制植物wu体内许多生理过程,能使种zhong子保持休眠状态,一般在脱落的de果实和种子中含han量较高。当水稻等种子成熟后落luo到土壤中,不会立即萌发。但如果经jing雨水的冲刷,则易于发芽,原因yin是其中的脱落酸浓度降低了。所suo以水稻等种子在播种前qian要浸种,有些农民min还将整袋种子放在流水中冲刷,就是这zhe个原因。赤霉素能促进种子萌发,所以种子是否萌meng发取决于赤霉素和脱落luo酸浓度之比,两者对种子萌发的de作用是相反的。
例li题1 某植物种子zi成熟后需经低温贮藏才能neng萌发,为探究其原因,检测了该种子中zhong的两种植物激素在低温贮zhu藏过程中的含量变化,结果guo如图。
根据激素的作zuo用特点,推测图中a、b依次为( )
A.赤霉素su、脱落酸 B.细胞分裂素、生sheng长素
C.脱落酸、细胞分裂素 D.赤chi霉素、乙烯
解析:本题考查cha两种植物激素的相xiang互作用。据图可知,成熟后的种子在低di温条件下,随着zhe贮藏时间的延长chang,b激素的含量逐渐下降,a激素的de含量逐渐上升,使种子易于萌meng发。根据激素之间的相互hu作用,可以推知a为赤霉素su,b为脱落酸。故本ben题选A。
5.脱落酸和乙烯
例题1(16分fen)
研究者以脱落酸水平正zheng常的野生型玉米幼苗和脱落酸缺que陷型突变体玉米幼you苗为材料,测量玉米茎和根在不同tong水分条件下的生长情况,结果如下图所示。请分析回答:
(1)植zhi物激素在植物生长发育过程中起着 作用,每种激素的作用除取决于植物的de种类、发育时期、激素的作用部位外,还与yu 有关。
(2)由图可知:在水分适宜条件下,脱tuo落酸促进 。在缺水条件下,脱落酸____茎的生长,同tong时____根的生长;脱落酸的这种作zuo用,有利于植物 。
(3)已知乙烯对根的生长有抑制zhi作用。研究者提出假设:脱tuo落酸对根生长所suo产生的作用,是通过抑制乙yi烯合成而实现的。为检验这种假设she,选用脱落酸缺陷型突变体幼苗为实shi验材料,实验组需用一定浓度du的 进行处理;一段时间后,检测____含量。若检测结果是 ,则支持上述假设。
答案(16分fen,除特殊标记外,每空2分)
(1)调节(1分) 激素su的浓度(1分)
(2)根和he茎的生长(答全给分) 抑制zhi 促进
适应缺水shui(干旱)环境(或:有利于吸xi水,减少水分散失)
(3)脱落酸溶液ye 乙烯 实验组乙烯含量低于对dui照组
其他植物激素
主要有油菜素甾醇、水杨酸、茉莉li酸等,目前比较公认ren的第六大类植物激素是油菜素甾醇(Brassinosteroid)。油菜素甾醇是甾体类激素,与动物甾体激素的作用机理li不同。其具有促cu进细胞伸长和细胞分fen裂、促进维管分化、促cu进花粉管伸长而保持雄性育性、加速su组织衰老、促进根的横向发育、顶端duan优势的维持、促进种子萌发等生理作用yong。而目前油菜素甾醇的信号转导途径jing也是目前研究的de前沿和热点之一。
例题1.(16分fen)
为研究油you菜素内酯(BR)在zai植物向性生长中对生sheng长素(IAA)的作用,科研人员以拟ni南芥为材料进行了如下实验。
(1)BR作为植物激素,与yuIAA共同________植物的生长发育。
(2)科研人员在黑暗条件jian下用野生型和BR合成缺陷突变体拟南芥jie幼苗进行实验,三san组幼苗均水平放fang置,其中一组野生型幼you苗施加外源BR,另ling外两组不施加,测定0~14 h内三组幼苗胚轴和主根的弯曲度,结果如下图所示。
①上述实验均在黑暗条tiao件下进行,目的是避免光照zhao对________的影响。
②由实验结jie果可知,主根和胚轴弯曲的de方向________。施加外wai源BR的野生型幼苗的de胚轴、主根在________h时就可达到最大弯曲度du,BR合成缺陷突变体的最大弯曲qu度形成的时间较其他两组________,说明________。
(3)IAA可引起qiG酶基因表达,G酶可ke催化无色底物生成cheng蓝色产物。科研人员yuan将转入G酶基因的野生型和BR合he成缺陷突变体植株主根用含有无色se底物的溶液浸泡一段时间jian后,观察到,野生型植zhi株主根的蓝色产物分布于分生区qu和伸长区,而BR合成缺陷突变体植zhi株主根的蓝色产物仅分布于________,说明BR影响IAA的de分布,推测BR能够促进IAA的________。由于重力引起水平放置的de幼苗主根中近地侧和远地侧IAA浓nong度不同,________侧细胞bao伸长较快,根向xiang地生长。
(4)为验证上述推测,可ke进一步检测并比较野生型xing和BR合成缺陷突变体植株主根细胞bao中________(填“IAA合成基因”或“IAA极性运输载体基因”)的表达量,若检测结果是野生型植株主zhu根细胞中该基因表达量________BR合成缺陷突变体,则支持上述推tui测。
答da案.(除注明外,每空2分fen,共16分)
(1)调节(或“调控”)
(2)① 向性生长
②相xiang反 4(1分) 延迟(1分) BR促进胚轴和主根的向性(弯曲qu)生长
(3)分生区(1分) 极性运输 远地(1分)
(4)IAA极性运yun输载体基因(1分) 高于(1分)
例题2.(18分)
油菜素内酯是植zhi物体内一种重要的de激素.为探究油菜素内酯(BL)对生sheng长素(IAA)生理作用的影响xiang,研究人员做了如下实验.
⑴实验一:利用不同浓度的BL和IAA处理油菜萌发的de种子,观察其对dui主根伸长的影响.结果如图所示.
由图可知,单独IAA处理,对主根伸shen长的影响是 ;BL与IAA同时处理,在IAA浓度为 nM时,BL对主根伸shen长的抑制作用逐渐增强;当IAA浓度继续增加时,BL对dui主根伸长的影响是 .
⑵实验二:用放射性碳标记ji的IAA处理主根gen,检测油菜素内酯对于生sheng长素运输的影响xiang.实验方法及结果如下.
上图表明标记的de生长素在根部的运输方向为wei ,BL可以 (促进/抑制zhi)生长素运输,且对 (运yun输方向)的作用更显著.
⑶实验三:PIN蛋白与生长chang素的运输有关.研究人员测定了PIN蛋白基因表达的相关指zhi标.
测定方fang法:从植物特定组织zhi中提取RNA,利用RNA为模板经 得decDNA;以该gaicDNA为模板进行xingPCR,向反应体系中加jia入dNTP、Taq酶及不同的 得到不同的DNA片段.根据扩增出的不同DNA片段的量不同,反fan映相关基因在特定组织zhi中的 水平,用以代表相应基ji因的表达水平.
检测BL处理的根gen部组织中PIN蛋白基因的表biao达水平,结果如表所示.
⑷上述系列lie实验结果表明,油菜素内酯通过影响根细xi胞中 ,从而影ying响生长素在根部的 和分布,进jin而影响了生长素su的生理作用.
答案.(18 分fen)
(1)低浓度促进伸长,高浓度抑yi制伸长 0—10 抑制作用减弱
(2)双向 促进 极性运输(尖端向中部bu)
(3)逆转录 引物wu 转录
(4)PIN 蛋白基因的表biao达 运输
例题3.(18分)
表油菜素内酯(EBR)是一种固醇类植物激素类似物。为研究其生理作用,科学家进行xing了相关实验。请分析回答da:
(1)取同tong样大小的黄瓜叶圆片浸泡pao在不同浓度的 EBR 溶液中,在适宜的温度、光照等条tiao件下处理 3h 后测定叶圆yuan片的光合放氧速率,结果如ru图1所示。
① EBR在使用yong前需用————作为溶剂配成高gao浓度母液,然后用蒸馏水稀释shi成不同的浓度(填选项前的符号)。
a.蒸馏水 b.生理li盐水 c.乙醇chun d.无菌水
② 本实验的目的是shi———— 。
(2)在zai上述实验基础上,科学家分别用yong一定浓度的EBR 溶液和不含EBR的溶液(对照)喷施黄瓜植株叶片,在处理后0~168 h中,间隔一定时间测定ding叶片的净光合速su率和叶绿素含量,结果如下xia图2、图3所示。
① 在本实shi验中,实验组最好使用浓度为wei 的 EBR 溶液喷施黄瓜叶片。
② 据图2、图3分析,喷施shiEBR后,与对照组相比,实shi验组黄瓜叶片净光合速率 ,叶绿素含量 。由此ci推测,EBR处理可能提高了le叶绿素 的能力,使类囊nang体膜上合成的 增加,进而促进了碳(暗)反应过程。
③ 在用EBR处chu理黄瓜幼苗24 h后,进一步bu测定黄瓜叶片光合作zuo用相关参数发现:在适宜光照强度下,当光合作用yong速率达最大时,实验yan组所需的环境中CO2的浓度低于对照组;在适宜CO2浓度下xia,当光合作用速率达da最大时,实验组所需的光照强度低于yu对照组。这一结果说明ming,EBR 处理提高gao了黄瓜幼苗对 的利用效率,使其在
条件下就jiu达到最大的光合能力。
答案. (18分,除特te殊标记外,每空2分)
(1)①c
②探究不同tong浓度的EBR处理对光合作用(光合放fang氧速率)的影响
或答da:探究EBR影ying响光合作用(光合放氧速率)的最适浓度
(2)①0.1mg·L-1
②提高(升高) 变化不明显xian
吸收、传chuan递和转换光能(必bi需有“转换”之意)
ATP和heNADPH([H])
(3)光和CO2
低光照和低CO2浓nong度